Drehstrom
Über diese App
Dreiphasensystem L1/L2/L3 um 120° versetzt: drei rotierende Zeiger und Sinuskurven, Stern- vs. Dreieckschaltung per Pill-Toggle, Zusammenhang Leiter-/Strangspannung (√3-Faktor) und das rotierende Drehfeld.
Das Dreiphasensystem
Im Drehstromsystem erzeugt ein Generator drei Wechselspannungen gleicher Amplitude und Frequenz, die um je 120° phasenverschoben sind: u_k(t) = Û·sin(ωt − (k−1)·120°). Die Summe der drei Momentanwerte ist zu jedem Zeitpunkt null. Bei symmetrischer Last fließt deshalb kein Strom im Neutralleiter. In der Sternschaltung ist die Spannung zwischen zwei Außenleitern um den Faktor √3 größer als die Strangspannung, etwa 400 V zu 230 V. In der Dreieckschaltung ist der Leiterstrom √3-mal so groß wie der Strangstrom.
Was die App zeigt
Links drehen sich die drei Zeiger L1, L2 und L3, rechts laufen die zugehörigen Sinuskurven mit ihrer Summe. Ein Umschalter wählt Stern (Y) oder Dreieck (Δ) und zeigt die passende Beziehung zwischen Leiter- und Stranggrößen. Zuschaltbar ist das Drehfeld: ein Summenvektor konstanter Länge (1,5·Û), der mit der Netzfrequenz umläuft und Drehstrommotoren antreibt.
Selbst ausprobieren
Wähle zwischen Zeigern, Kurven oder beidem. Stell die Strangspannung (50 bis 400 V) und die Frequenz (5 bis 100 Hz) ein und verlangsame das Tempo. Halte die Animation an und addiere die drei Momentanwerte im Kopf: Die Summe ist null. Schalte das Drehfeld ein und beobachte, dass der Summenvektor seine Länge behält, während er sich dreht.
Häufige Fragen
- Warum sind es beim Drehstrom 400 V und 230 V?
- Zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter liegen 230 V (Strangspannung). Zwischen zwei Außenleitern liegt die Differenz zweier um 120° versetzter Spannungen, und deren Betrag ist um √3 größer. 230 V · √3 ≈ 400 V.
- Was ist der Unterschied zwischen Stern- und Dreieckschaltung?
- In der Sternschaltung sind die drei Stränge an einem gemeinsamen Sternpunkt verbunden, jeder Strang liegt an der Strangspannung. In der Dreieckschaltung liegt jeder Strang direkt zwischen zwei Außenleitern und damit an der vollen Leiterspannung. Im Stern gilt U_Leiter = √3·U_Strang, im Dreieck I_Leiter = √3·I_Strang.
- Wie entsteht ein Drehfeld?
- Drei räumlich um 120° versetzte Spulen werden mit den drei um 120° phasenverschobenen Strömen gespeist. Ihre Magnetfelder überlagern sich zu einem Feld konstanter Stärke, das mit der Netzfrequenz umläuft. Dieses Drehfeld nimmt den Läufer eines Drehstrommotors mit.
- Was zeigt die Drehstrom-App?
- Sie zeigt die drei Phasen als rotierende Zeiger und Sinuskurven, schaltet zwischen Stern und Dreieck um und blendet das Drehfeld als Summenvektor ein. Strangspannung, Frequenz und Tempo sind einstellbar, die Animation lässt sich anhalten.
Fach: Grundlagen der Elektrotechnik
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